專利名稱：一種用于實驗室的冷凝器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明設(shè)計了一種煤粉、生物質(zhì)和固體廢棄熱工技術(shù)研究時的實驗裝置，可用于實驗室的冷凝器，涉及煤、生物質(zhì)和固體廢棄物等可燃原料燃燒、熱解和氣化等熱工技術(shù)研究研究領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，出于環(huán)境污染、能源高效利用方面的考慮，基于煤、生物質(zhì)、可燃固體廢棄物等可燃原料的熱解、氣化等熱處理方式已經(jīng)得到了廣泛研究。生物質(zhì)、生活垃圾熱解制取焦油，煤、生物質(zhì)和生活垃圾氣化制取高值氣體是當前的研究熱點。在以上熱處理方式的研究中，焦油的冷凝和收集是一個關(guān)鍵的問題。傳統(tǒng)的焦油冷凝方式是用冷阱或?qū)⒑杏袡C溶劑的吸收瓶進行冷凝，這主要有存在幾個問題(1)傳統(tǒng)的冷凝系統(tǒng)為了有效的冷凝吸收焦油，通常在冷阱或吸收瓶中添加一定量的有機溶劑， 在冷阱或吸收瓶外布置冰水混合物輔助冷卻。在進行實驗時將熱解氣或氣化氣通入冷阱或吸收瓶，利用有機溶劑吸收焦油，實驗結(jié)束后利用蒸餾等方式將有機溶劑與焦油分離開， 而蒸餾通常會耗費很長時間；(2)在使用流化床等需要連續(xù)給粉的反應(yīng)器進行實驗時，由于焦油量較大而單個的冷阱或吸收瓶冷卻效果不佳，往往需要將幾個吸收瓶進行聯(lián)用，這樣通常會占用比較大的空間并且會使整個實驗系統(tǒng)的氣密性降低；(3)傳統(tǒng)的實驗室冷凝器重復(fù)利用效果差。因為在傳統(tǒng)冷凝系統(tǒng)中氣體通常要流經(jīng)較細、較長的管路，氣體不斷冷凝，因此焦油會不可避免的附著在這些細長的管路中，而這些管路清洗困難，對實驗精確度有顯著影響，重復(fù)利用效果較差。另外，在煤、生物質(zhì)和固體廢棄物等可燃原料的燃燒、熱解和氣化等熱工技術(shù)研究領(lǐng)域，氣體蒸發(fā)收集冷凝后的液體是一種常見的實驗手段，提高冷凝效率對實驗精度等有重要的影響。因此，開發(fā)一種具有高效冷凝效率、便于清洗和密封良好的實驗室用冷凝器有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于實驗室的冷凝器，該冷凝器結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，可提高冷凝器的冷凝效率，有利于焦油的冷卻、收集；同時，密封問題也得到改善；分離焦油、清洗冷凝器的過程也更簡單、易于操作。本發(fā)明提供的一種用于實驗室的冷凝器，其特征在于它包括內(nèi)層套筒、冷卻介質(zhì)注入管和外層套筒；內(nèi)層套筒上開有一個進氣口、一個出氣口、至少一個溢流孔，內(nèi)層套筒的外壁加工成螺旋形；外層套筒上開有傾倒槽和至少兩個泄水栓，泄水栓中至少有一個位于套筒外壁頂部，一個位于底部；外層套筒設(shè)有夾層，夾層內(nèi)填充冷卻介質(zhì)，冷卻介質(zhì)注入管位于內(nèi)層套筒內(nèi)，并且接底部、且與外層套筒的夾層連通，外層套筒內(nèi)壁加工成螺旋形。作為上述技術(shù)方案的改進，內(nèi)層套筒和外層套筒之間的空隙處填充有聚四氟乙烯螺旋屑；內(nèi)、外套筒的連接處采用磨砂口進行裝配。具體而言，本發(fā)明具有以下技術(shù)特點1.由于冷凝效果突出，本冷凝器在冷凝過程中不需要加入有機溶劑輔助冷凝吸收焦油，只需在實驗結(jié)束后用少量有機溶劑將冷凝器中的焦油溶解、蒸餾分離，縮短了實驗時間；2.由于本冷凝器冷卻效率高，實驗中減少了冷凝器的使用數(shù)量，使實驗系統(tǒng)氣密性更好，同時節(jié)省了空間；3.由于本冷凝器采用套筒式結(jié)構(gòu)，避免了難以簡便清洗的細長管路，重復(fù)利用效果好。本發(fā)明可用于煤、生物質(zhì)、固體廢棄物等可燃原料的燃燒、熱解和氣化等熱工技術(shù)研究研究


圖1為本發(fā)明裝置提供的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明裝置提供的外層套筒結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明裝置提供的內(nèi)層套筒結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實例和附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明。如圖1所示，本發(fā)明提供的冷凝器采用便于清洗裝拆的套筒式結(jié)構(gòu)，它包括內(nèi)層套筒3、冷卻介質(zhì)注入管5和外層套筒8。內(nèi)層套筒3上開有一個進氣口 2、一個出氣口 6、至少一個溢流孔4，內(nèi)層套筒3的外壁加工成螺旋形，螺旋形結(jié)構(gòu)可以大大增大換熱面積，加強冷凝效果。外層套筒8上開有傾倒槽1和至少兩個泄水栓，至少有一個泄水栓7位于套筒外壁頂部，一個泄水栓9位于底部。外層套筒設(shè)有夾層，夾層內(nèi)填充冷卻介質(zhì)，冷卻介質(zhì)注入管位于內(nèi)層套筒3內(nèi)，并且接底部與外層套筒8的夾層連通，外層套筒8內(nèi)壁加工成螺旋形，以增大換熱面積。內(nèi)、外套筒的連接處采用磨砂口進行裝配，可以保證系統(tǒng)的氣密性。 內(nèi)、外套筒間的空隙填充聚四氟乙烯螺旋屑，目的是增加凝結(jié)核，提高冷凝效率。冷卻介質(zhì)(如液氮、冰水等)通過冷卻介質(zhì)注入管1注入外層套管8并填充滿外層套筒夾層及冷卻介質(zhì)注入管1。實驗時，泄水栓7和9兩個孔的軸線垂直布置，實驗結(jié)束后，將泄水栓9旋轉(zhuǎn)90°，使兩個孔的軸線重合以排出冷卻介質(zhì)。熱解氣或氣化氣從進氣口 2進入冷凝器，然后從內(nèi)層套筒3與外層套筒8底部的間隙進入外層套筒8。氣體與內(nèi)外層套筒間填充的聚四氟乙烯螺旋屑充分接觸，聚四氟乙烯螺旋屑提供更大的冷卻界面，同時內(nèi)外層套筒上的螺紋表面大大增加了換熱面積，有效的增強了換熱效率。當焦油液面高過內(nèi)外層套筒底端間隙時，氣體可以從溢流孔4進入外層套筒，從而進入到下一級冷凝器。實驗結(jié)束后，將少量有機溶劑倒入外層套筒，然后將內(nèi)、外層套筒連接好，震蕩冷凝器使焦油充分溶于有機溶劑，最后將溶有焦油的有機溶劑倒出、蒸餾分離。外層套筒頂部設(shè)計有傾倒槽，方便有機溶劑轉(zhuǎn)移。 以上所述為本發(fā)明的實施例，但本發(fā)明不局限于該實施例和附圖所公開的內(nèi)容。 凡是不脫離本發(fā)明所公開的精神下完成的等效或修改，都落入本發(fā)明保護的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于實驗室的冷凝器，其特征在于它包括內(nèi)層套筒、冷卻介質(zhì)注入管和外層套筒；內(nèi)層套筒上開有一個進氣口、一個出氣口、至少一個溢流孔，內(nèi)層套筒的外壁加工成螺旋形；外層套筒上開有傾倒槽和至少兩個泄水栓，泄水栓中至少有一個位于套筒外壁頂部， 一個位于底部；外層套筒設(shè)有夾層，夾層內(nèi)填充冷卻介質(zhì)，冷卻介質(zhì)注入管位于內(nèi)層套筒內(nèi)，并且接底部、且與外層套筒的夾層連通，外層套筒內(nèi)壁加工成螺旋形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于實驗室的冷凝器，其特征在于內(nèi)層套筒和外層套筒之間的空隙處填充有聚四氟乙烯螺旋屑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于實驗室的冷凝器，其特征在于內(nèi)、外套筒的連接處采用磨砂口進行裝配。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于實驗室的冷凝器，可用于煤、生物質(zhì)、固體廢棄物等可燃原料的燃燒、熱解和氣化等熱工技術(shù)研究研究。冷凝器包括冷卻介質(zhì)注入管、進氣口、內(nèi)層套筒、溢流孔、出氣口、泄水栓、外層套筒、泄水栓，傾倒槽。冷凝器采用套筒式結(jié)構(gòu)，便于設(shè)備的清洗和焦油的收集；內(nèi)外層套筒均加工有螺紋，提高了冷凝器的換熱效果；外層套筒設(shè)有夾層，內(nèi)填冷卻介質(zhì)，加強了冷凝器的冷凝能力；內(nèi)外層套筒間填充有聚四氟乙烯螺旋屑，其作用是增加凝結(jié)核，進一步促進焦油的冷凝；內(nèi)外套筒采用磨砂接口相連，可以提高氣密性。整個冷凝器可以有效地提高焦油的冷凝效率。
文檔編號C10K1/04GK102433168SQ20111036906
公開日2012年5月2日 申請日期2011年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月20日
發(fā)明者萬旦, 喬瑜, 劉帥, 姚明志, 徐靜穎, 楊真樂, 桂本 申請人:華中科技大學(xué)